Ciężar piłki nożnej zależy od kilku czynników. Czynniki te obejmują ciśnienie powietrza, siła oporu i współczynnik restytucji. Podczas korzystania z piłki nożnej, wszystkie te czynniki muszą być brane pod uwagę. Lekka piłka będzie mniej prawdopodobne, aby spaść na ziemię i spowodować uraz niż ciężki.
Artykuł poniżej jest wynikiem inspirującej współpracy z apgw.pl
Siła oporu
Siła oporu jest złożona siła, która zmniejsza prędkość poruszającego się obiektu. Wielkość oporu zmienia się w zależności od kształtu i wielkości obiektu, jego powierzchni i lepkości. Zgodnie z Prawami Ruchu Newtona, siła oporu jest proporcjonalna do kwadratu prędkości obiektu.
Na ciężar piłki nożnej ma wpływ siła oporu. Gdy piłka się kręci, powietrze po ruchomej stronie piłki odrywa się i tworzy łuk, który zmniejsza prędkość. Efekt ten wynika z trzeciego prawa ruchu Newtona. Gdy piłka nie wiruje, otaczające ją powietrze jest symetryczne. Jednak, gdy piłka jest w ruchu, siła oporu działa w dół od jej środka ciężkości.
Na siłę oporu wpływa kilka czynników, w tym gęstość powietrza i powierzchnia piłki. Przy małych prędkościach współczynnik oporu wynosi około 0,5. Przy większych prędkościach współczynnik oporu, czyli CD, może zmniejszyć się do 0,2. Ten spadek CD wpływa na siłę oporu, choć efekt ten nie jest tak wyraźny. Chropowatość powierzchni piłki również odgrywa rolę.
Wielkość siły oporu jest proporcjonalna do prędkości piłki. Przy prędkości 7 m/s współczynnik oporu wynosi 0,062 Newtona. Jest to wartość 23 razy mniejsza od siły grawitacji. Mimo to siła oporu jest równa sile grawitacji przy prędkości 33 m/s.
Prędkość jest również związana ze współczynnikiem oporu piłki nożnej. Wpływa ona na precyzję podań, dośrodkowań i strzałów z dużych odległości. W nowoczesnej piłce nożnej precyzja dalekiego podania lub strzału często decyduje o zwycięstwie w meczu. Oznacza to, że gracze atakujący muszą dostarczyć piłkę z precyzją, a gracze broniący muszą być w stanie przewidzieć jej trajektorię. Piłka, która wyląduje w nietypowej pozycji może nawet zmienić wynik turnieju.
Współczynnik restytucji
Współczynnik restytucji piłki nożnej to szybkość zwrotu energii kinetycznej do piłki nożnej po uderzeniu w powierzchnię. Mniejszy współczynnik restytucji oznacza, że piłka odbija się na mniejszą wysokość z każdym kolejnym odbiciem. Ta właściwość sprawia, że piłka nożna może szybko zatrzymać się na trawie.
Masa piłki nożnej wynosi zazwyczaj od 0,5 do 2,2 kg. Oznacza to, że gdy gracz kopnie piłkę, pokona ona drogę około 33 m/s. Oznacza to, że współczynnik restytucji (COR) pomiędzy piłką a stopą gracza jest bliski jedności. W skrajnych przypadkach współczynnik ten może przekroczyć jeden. Im większy COR, tym bardziej obiekt jest odbity. I odwrotnie, niski COR oznacza, że piłka prawie wcale się nie odbija, a zerowy COR oznacza, że piłka straciła całą swoją energię.
Piłka nożna, która ma niski współczynnik restytucji jest bezpieczniejsza dla zawodnika i środowiska. Piłka nożna o niskim współczynniku restytucji zmniejszy ryzyko urazów i szkód materialnych. Mniejszy współczynnik restytucji sprawia, że piłka ma mniejsze szanse na wybicie szyb lub zranienie ludzi.
Współczynnik restytucji na masę i opór piłki nożnej wpływa opór powietrza. Siła ta wypycha piłkę w górę, w bok i w dół. Powoduje również, że piłka nożna zakrzywia się w swoim locie. Siła ta nazywana jest efektem Magnusa.
Ciśnienie powietrza
Ciśnienie powietrza wewnątrz piłki nożnej może mieć kilka wpływów na jej wagę. Na przykład, gdy piłka znajduje się na dużej wysokości, będzie cięższa niż ta o niższym ciśnieniu powietrza. To dlatego, że wysoka wysokość zmniejsza opór powietrza, co sprawia, że piłka iść dalej. Materiały, z których wykonana jest piłka nożna, również mają wpływ na to, jak się ona porusza.
W laboratorium badacze kopali trzy rozmiary piłek do piłki nożnej o płytę siłową. Zauważyli, że mniejsze rozmiary są używane przez małe dzieci, podczas gdy większe rozmiary są używane przez profesjonalistów. Badanie obejmowało pięćdziesiąt prób z każdym rozmiarem piłki. Podczas testów badacze uwzględnili zakres ciśnienia, który obejmował minimalne specyfikacje produkcyjne, a także ciśnienia zbliżone do maksymalnych dopuszczanych przez organy zarządzające piłką nożną.
Badanie, opublikowane w czasopiśmie PLOS One, wykazało, że ciśnienie wewnątrz piłki nożnej ma największą siłę uderzenia. Absorpcja wody i prędkość piłki również odgrywają rolę, ponieważ mokra piłka nożna będzie absorbować wodę i dodawać wagę. Te dwie zmienne zwiększą siłę, jaką generuje piłka po uderzeniu w ziemię.
Wyższe ciśnienie powietrza w piłce nożnej zwiększa odległość, jaką pokonuje piłka po uderzeniu z taką samą siłą. Wysokie ciśnienie powietrza poprawia również odbicie piłki od stopy zawodnika. To również sprawia, że piłka bardziej sztywne, pozwalając więcej energii do przeniesienia do niego. Sztywniejsza piłka również mniej się odkształca podczas uderzenia, przez co traci mniej energii.
Wielkość ciśnienia powietrza wewnątrz piłki nożnej również koreluje z jej siłą uderzenia. Im niższe ciśnienie powietrza, tym mniejsza będzie siła uderzenia. Średnia szczytowa siła uderzenia profesjonalnej regulacji rozmiar 5 piłka nożna jest 3106 N przy 16 psi, i 8,5 funtów przy osiem psi. Różnica między tymi dwoma ciśnieniami wynosi około 20%.
Trawa zmniejsza współczynnik restytucji
Współczynnik restytucji (znany również jako G-max) mierzy jak twarda jest powierzchnia do uderzenia. Boisko o wysokim poziomie G-max nie nadaje się do gry sportowej. Trawa ma niski G-max, podczas gdy beton ma wysoki. Powierzchnie o wysokim G-max powodują większe urazy kontaktowe i zwiększają ryzyko wstrząsu mózgu.
Zbadano właściwości mechaniczne zarówno sztucznej trawy, jak i trawy w celu określenia ich wpływu na współczynnik VMEAN. Oba rodzaje nawierzchni miały tendencję do wiązania się z niższymi wartościami VMEAN. McGhie i Etemma badali siły uderzenia i długość czasu kontaktu zawodników i stwierdzili, że trawa naturalna miała mniejszy wpływ na VMEAN niż sztuczna.
Badacze ustalili, że większa grubość warstwy rogowej była znacząco skorelowana z poziomą składową prędkości, energią kinetyczną przed uderzeniem i pracą normalną podczas uderzenia. Pomiary te były również skorelowane z naprężeniem szczytowym i obciążeniem normalnym podczas uderzenia. Co ciekawe, darń miała również znaczący wpływ na normalne naprężenie szczytowe i ścinające naprężenie szczytowe.
Wybór właściwego rozmiaru w zależności od wieku
Wybór właściwego rozmiaru piłki nożnej dla dziecka ma kluczowe znaczenie dla rozwoju jego umiejętności piłkarskich. Dla młodych graczy, mała piłka może być frustrujące. To zachęca wczesne złe nawyki i zniechęca do rozwoju. Ostatecznie, gracz będzie rosnąć i będzie w stanie grać z większą piłkę nożną bez frustracji.
Jeśli Twoje dziecko dopiero zaczyna grać w piłkę nożną, zalecany jest rozmiar jeden. Piłka jest nieco ponad 18 cali w obwodzie, i jest najbardziej odpowiedni dla maluchów i małych dzieci. Powinna ważyć od 11 do 12 uncji. Jest również lekka, co czyni ją idealnym wyborem dla maluchów z ograniczoną przestrzenią. Jest również idealna do trenowania umiejętności takich jak bliska kontrola i praca stóp.
Młodzieżowe piłki nożne są odpowiednie dla dzieci w wieku od ośmiu do dwunastu lat. Ich waga i obwód są zbliżone do wagi i obwodu piłek dla dorosłych, ale nie tak bardzo, aby były niebezpieczne dla małych dzieci. Mogą być trudniejsze w obsłudze niż większe piłki i mogą powodować urazy, jeśli nie są obsługiwane prawidłowo.
Dzieci w gimnazjum powinny używać piłek piłkarskich o rozmiarze cztery. Rozmiar cztery piłki nożnej są specjalnie zaprojektowane dla młodych graczy od ośmiu do dwunastu lat. Rozmiar cztery piłka nożna jest około 25 do 26 cali w obwodzie. Po gimnazjum, gracze powinni przejść do standardowego rozmiaru piłki.
Dzieci w wieku od trzech do pięciu lat mogą używać piłek piłkarskich o rozmiarze trzy. Rozmiar trzy piłki są nieco cięższe niż mniejszy rozmiar. Są one również świetne dla starszych graczy ćwiczących sztuczki. Wiele klubów sprzedaje promocyjne piłki w barwach klubowych.
Podobne tematy